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关键词
- 基于微分流形理论的飞机纵向动力学边界
- 作者： 董泽洪 李颖晖 郑无计 袁国强 武朋玮 徐浩军 来源： 飞行力学 年份： 2018 文献类型 ： 期刊 关键词： 非线性 飞机动力学边界 流形 稳定域
- 描述： 在人-机-环系统发生改变时,需要考虑更多具有高度非线性特征的动态因素来估计飞机的动态边界。为此引入了微分流形理论估计飞机动力学边界。首先介绍了微分流形理论的相关概念及计算稳定边界的方法步骤;然后以某型飞机为研究对象,考虑飞机非线性动力学特性建立纵向非线性模型并进行增稳控制补偿设计;利用微分流形法刻画飞机动力学边界,并与蒙特卡洛法得到的飞机动力学边界进行对比,验证了微分流形理论确定的飞机动力学边界的准确性;最后分析了可用迎角随俯仰角和俯仰角速度的变化关系。结果表明,俯仰角速度一定时,俯仰角越大,可用迎角越小。研究结果可为飞机的边界保护系统以及控制策略提供一定的参考。
- 基于正规形法的结冰飞机着陆阶段非线性稳定域
- 作者： 郑无计 李颖晖 屈亮 徐浩军 袁国强 来源： 航空学报 年份： 2017 文献类型 ： 期刊 关键词： 非线性 飞机结冰 运输机 稳定域 正规形理论
- 描述： 结冰导致飞机飞行包线缩小、对飞行安全产生严重威胁,研究结冰后飞机非线性稳定域对边界保护系统的设计和飞行安全的提高极其重要。以某型运输机为研究对象,考虑飞机非线性气动特性建立飞机纵向非线性模型并进行增稳控制补偿设计;然后通过流形和正规形理论刻画结冰飞机纵向非线性稳定边界并得到稳定边界的解析表达式,通过仿真的手段验证了正规形理论确定的稳定边界和解析表达式的有效性和准确性。最后,分析了飞机着陆过程中,结冰因子对结冰飞机稳定域的影响以及结冰飞机发生事故的机理。研究结果表明,轻度结冰使飞机非线性稳定域缩小;重度结冰导致飞机稳定性发生改变;在未察觉飞机结冰的情况下,飞行员的常规操纵会使飞行状态超出结冰飞机的非线性稳定域、导致飞行事故。研究结果可为飞机结冰后的边界保护提供一定的参考。
- 积冰对飞机本体纵向非线性动力学稳定域的影响
- 作者： 袁国强 李颖晖 徐浩军 郑无计 来源： 西安交通大学学报 年份： 2017 文献类型 ： 期刊 关键词： 飞机积冰 飞行安全 非线性动力学 稳定边界 稳定域
- 描述： 对飞机稳定域的影响,并将积冰对飞机稳定域的影响和其对气动系数的影响进行对比。积冰条件下飞机稳定域在俯仰角速度方向上收缩约20%,稳定域边界处的最大迎角减小约1°。研究结果表明,积冰条件下飞机稳定域的变化与气动系数的变化一致,积冰导致飞机的稳定域缩小,容易引起飞行事故。
- 考虑执行机构饱和的结冰飞机非线性稳定域研究
- 作者： 武朋玮 李颖晖 屈亮 郑无计 周驰 徐浩军 来源： 飞行力学 年份： 2018 文献类型 ： 期刊 关键词： 非线性 饱和 飞机结冰 流形 稳定域
- 描述： 执行机构饱和会引起飞机系统的非线性变化,在结冰情况下操纵达到饱和会加剧飞机系统的非线性,从而引起飞机稳定性的急剧变化。为求取结冰后考虑执行机构饱和的飞机非线性稳定域,在参考结冰气动力变化模型基础上,建立了考虑执行机构饱和的结冰飞机闭环系统非线性模型。首先求取系统的平衡点;其次应用流形法刻画系统的非线性稳定域;最后对飞机结冰前后与饱和值变化前后等情况下的稳定域进行了对比分析。结果表明,使用流形法得到的稳定域能够较准确地反映飞机不同条件下的稳定性。
- 结冰飞机非线性稳定域确定及安全操纵方法
- 作者： 周驰 李颖晖 郑无计 武朋玮 董泽洪 来源： 北京航空航天大学学报 年份： 2019 文献类型 ： 期刊 关键词： 结冰飞机 微分流形理论 分岔分析 稳定域 飞行操纵
- 描述： 结冰会恶化飞机的动力学特性,造成飞行包线收缩,威胁飞行安全,研究结冰后飞机的非线性稳定域变化对于驾驶员操纵应对策略设计以及飞行安全的提高具有重要意义。以NASA的GTM为案例飞机,首先对飞机气动参数进行多项式拟合,同时结合结冰因子模型,建立了飞机在结冰条件下的纵向通道动力学模型;然后通过分岔分析方法对飞机在不同程度结冰条件和操纵指令下的飞行状态变化进行了研究,并将其用于指导驾驶员操纵,同时考虑到分岔分析方法的局限性,利用微分流形理论确定了飞行系统的非线性稳定域,并将其作为飞行安全边界;最后针对结冰情形,提出将分岔分析方法与微分流形理论相结合共同用于操纵指导,并进行了操纵时域验证。研究结果表明,结冰会使安全边界收缩,在小扰动的作用下都可能使飞行状态超出安全边界。随着结冰程度增加,飞机的稳定性质甚至会发生变化,此时飞行状态将很难维持在原有的安全边界以内,提出了通过指导驾驶员操纵指令变化使飞行状态到达新的安全边界。研究结果对于飞行安全操纵及边界保护都具有一定的指导意义。